Не Falcon'ом единым — принципиально иные многоразовые проекты ЕКА и ULA

    Полеты многоразовых первых ступеней ракеты-носителя Falcon от SpaceX вызвали всплеск интереса к многоразовым ракетам. И если, например, китайская компания LinkSpace демонстрирует рендеры похожей системы с посадкой на двигателях на раскладные опоры, то другие конструкторы предлагают системы на иных принципах, используя крылья или воздушный подхват. Некоторые проекты уже успели закрыться, но есть и свежеанонсированные.

    image
    Технологический демонстратор Adeline

    Adeline больше нет


    В 2015 году появились новости о том, что Airbus Defence and Space разрабатывают многоразовый модуль Adeline, представляющий из себя крылатый блок с ракетным двигателем первой ступени, а также воздушными двигателями и пропеллерами для выполнения посадки на взлетно-посадочную полосу. Нагляднее всего концепцию иллюстрирует видео, уже недоступное на официальном канале, но сохраненное обычными пользователями.


    Идея спасать только хвостовую часть ракеты имеет свои плюсы — двигатели, авионика и оборудование хвостового отсека составляют, по оценкам разработчиков Adeline, 80% стоимости ступени, а спасать их гораздо проще, чем большую ступень целиком. Также экономится топливо, и отсутствуют перегрузки, испытываемые ступенью при посадке на двигателях. Но, конечно, у всего есть цена — выигрыш в экономии топлива будет частично съеден потерями на дополнительную массу от крыльев.

    Хвостовая часть Adeline предлагалась для использования в Ariane 6, хотя, теоретически, могла быть доработана под другие носители. Когда о проекте было официально объявлено, оказалось, что работы ведутся с 2010, и уже были проведены успешные испытания масштабных моделей. После громкого анонса обилия новостей по проекту не было — приоритетом Airbus Defence and Space является новая ракета-носитель Ariane 6. А в 2018 году появилась информация, что проект не вызвал интереса по финансовым соображениям.

    FALCon, но не Falcon


    Германский центр авиации и космонавтики, входящий в ЕКА, 20 марта этого года объявил о начале работ над концептом крылатой ракетной ступени, которая будет ловиться и буксироваться самолетом-носителем. Проект получил название FALCon (Formation flight for in-Air Launcher 1st stage Capturing demonstration, «Полет в строю для демонстрации подхвата первой ступени носителя»), за исключением регистра букв совпадающий с названием ракеты-носителя Falcon SpaceX. Из-за совпадения названий руководителю проекта Мартину Сиппелю (Martin Sippel) пришлось пояснять, что инженеры вдохновлялись соколом, пикирующим для того, чтобы схватить жертву, а не ракетой SpaceX.


    Схема работы FALCon, иллюстрация DLR

    Посадка ракетной ступени на двигателях имеет серьезный недостаток — приходится отделять ступень, когда в ней остается еще немало топлива, которое затем расходуется на посадку. Хуже того, из-за эффекта Оберта именно это топливо наиболее ценно для разгона полезной нагрузки. В случае FALCon планирующий спуск позволит тратить все топливо из баков — до посадки ступень будет тянуть самолет-буксировщик. Но, конечно, этот выигрыш, как и у Adeline, будет съеден увеличившейся массой ступени из-за добавленных крыльев.

    Важным элементом системы будет конструкция для подхвата и буксировки ступени. Инженеры упоминают конструкцию управляемого стыковочного/буксировочного конуса.


    Управляемый стыковочный/буксировочный конус

    Привычные нам конусы самолетов-заправщиков неуправляемые — пилоты заправляемых самолетов сами ловят их, маневрируя своими аппаратами. Это небыстрое и непростое дело, поэтому для планирующей с выключенными двигателями ступени управляемый конус должен заметно облегчить задачу. Но кроме этого доработки для самолета-буксировщика почти не требуются, и в этом качестве можно будет использовать обычные пассажирские самолеты, причем б/у для пущей экономии средств.

    Работы по FALCon находятся в самом начале, и, как и в случае Adeline, сначала испытания будут проводиться с беспилотными крылатыми летательными аппаратами, а не ракетами. На проект пока что выделено 2,6 миллиона евро, это немного, но на первые эксперименты хватит. Сроки у проекта достаточно длительные — летной годности система должна достигнуть в районе 2028, чтобы, возможно, быть использованной в ступени нового поколения, которая может появиться в районе 2035.

    Разные парашюты от ULA


    Ступень Falcon 9 для посадки выполняет целых три включения двигателя — boostback burn, при котором ступень прицеливается в район посадки, entry burn, тормозящий ступень, чтобы она не перегрелась, и финальное посадочное включение. На всех трех расходуется драгоценное топливо, и, несмотря на то, что парашюты не могут обеспечить точной посадки, они весили бы меньше, чем необходимый на эти маневры запас топлива. Идею использовать парашюты и вертолетный подхват собирается реализовать провайдер пусковых услуг ULA в своей разрабатываемой ракете-носителе Vulcan. Хвостовой отсек первой ступени должен будет сбрасываться, раскрывать сверхзвуковой парашют для торможения в плотных слоях атмосферы, сбрасывать его, раскрывать управляемый парашют-крыло, подхватываться вертолетом, доставляться на землю, тестироваться и использоваться повторно.


    Схема ULA

    В видео:


    Последние новости по проекту относятся к началу августа 2018, когда ULA получил от NASA 1,9 миллионов долларов на демонстрацию технологии воздушного подхвата объекта, вернувшегося с орбиты.

    Прометей и Каллисто


    Французский Национальный центр космических исследований (CNES) тоже занимается экспериментами с многоразовостью. «Каллисто» — технологический демонстратор суборбитальной многоразовой ступени с ракетной посадкой, сравнимый с Grasshopper от SpaceX, однако отличающийся кислородно-водородным двигателем.


    Кадр презентации CNES

    В дальнейшем из этого может вырасти полноценная ракета-носитель, но нескоро — приоритетом CNES является сначала снижение стоимости разрабатываемых ракет-носителей, а потом уже возвращаемые ступени. Подход очень здравый, напомню, что Маск сначала предложил конкурентоспособный одноразовый Falcon 9, стал получать заказы, а только потом занялся его превращением в многоразовую ракету.

    Еще одно направление работ CNES — метановый двигатель «Прометей». Используя новые технологии, в том числе 3D-печать, его собираются сделать в 10 раз дешевле двигателя центрального блока (второй ступени) Ariane 5. Если все пойдет хорошо, двигатель будет использован в новой модификации Ariane 6 или следующей ракете ЕКА.


    Двигатель «Прометей», изображение CNES

    Заключение


    Эксперименты с разными многоразовыми ракетами можно только приветствовать фразой китайского императора Цинь Шихуана (которую затем повторно использовал Мао Цзедун): «Пусть расцветают сто цветов, пусть соперничают сто школ». У каждого технического решения есть свои плюсы и минусы, и пусть практика покажет, какой вариант окажется лучше.
    Поддержать автора
    Поделиться публикацией

    Комментарии 49

      0

      2035 это срок! К тому времени Маск уже ядерную солевую ракету на орбите Марса испытывать будет, пока европейцы раскачиваются с посадкой первой ступени:)) Похоже никто в отрасли кроме SpaceX не понял, что сейчас для космонавтики наступило тоже время, что и для авиации 30-50-х годов, когда самолёты устаревали быстрее, чем их успевали принимать на вооружение.

        +1
        Не наступило оно, рынок запусков как был небольшим, таковым и остаётся. Маск может спастись только тем что сам создаст спрос на запуски своим старлинком.
          0
          рынок запусков как был небольшим, таковым и остаётся


          Гм, вообще то у Маска очередь на запуск уже почти на пять лет вперед, и это при текущих ценах.
          Если снизить цену запуска хотя бы на треть — рынок вообще захлебнется в заказах.
            +3
            Спутники могут изготовлять долго, на пять лет вперёд очередь не потому что Маск запускает ракеты каждый день и некуда приткнуть очередную ПН.
            И если снизить цену запуска на треть, то спутник от этого не станет дешевле. Даже если запуск будет бесплатный, сам спутник будет всё ещё стоить десятки-сотни миллионов, а если что-то военное типа зумы, то там и миллиард. Ну вот стоит спутник 300 миллионов, пуск стоил 80 миллионов, стал 60. Откуда взять спутников на подешевевший вывод?
              0

              Если выростут заказы на спутники, то и спутники станут дешевле. Для роста заказов нужно удешевить запуск, Маск это делает.

                0
                Во сколько вы оцениваете снижение цены на телекоммуникационные спутники если за пуск владельцу спутника начнут доплачивать миллион долларов (отрицательная стоимость пуска)? Чтобы как-то ориентироваться, ru.wikipedia.org/wiki/Экспресс_АМ4#Стоимость стоил 300 миллионов долларов.
                  0

                  И как это влияет снижение себестоимости и стоимости при увеличении объемов производства/запусков? Да эта вся система инерционна весьма из-за долгого изготовления спутников, но она тоже вполне может подвинуться в цене если запуски станут дешевле.

                    0
                    Ну да, кто лет 15-20 назад мог сказать, что теле смартфон можно будет купить по цене коробки печенья?
                +3
                Спутники такие дорогие во многом из-за жестких ограничений по массе. Если можно было бы делать спутники из «чугуния» и ракеты такое могли поднять на орбиту — то стоили бы они значительно дешевле.
                Но все производство спутников сейчас заточено на минимизацию массы. Даже если стоимость запуска резко упадет — потребуется время чтобы производство научилось это использовать. Вот старлинк по идее может заткнуть эту временную дыру в спросе.
                  0
                  Ну снижение стоимости запуска не поможет запускать тяжёлые спутники, их тогда частями придётся запускать и стыковывать. Для тяжёлых спутников нужны карго-старшипы всякие.
                    0
                    На НОО уже сейчас летают пачками по 10 и более спутников. Ни что кроме цены и регуляторов-параноиков не мешает запускать по одному чугуниевому спутнику на ракету.
                      +1
                      И эти милиспутники, которых по 10 и более запускают — стоят, каждый, намного меньше запуска ракеты, никак не 300м упомянутые выше. Вот их и не выгодно делать из чугуния и запускать по одному на ракете. Стоил бы запуск не 60м+ а 2-3м, так и делали бы.
                        +1
                        Пачками по 10 запускали Иридиумы.
            –1
            Чисто в теории, то можно было еще добавить и Старшип от Спейсов, это, так сказать, ближайший вариант. Да, и Блю Ориджин тоже.
              0
              EKA по FALCon прямо пятерочку. Концепция действительно отличная от других и решение достаточно экономное. Крылья в общем то не несущие, и можно использовать меневровые (те, которые все равно нужны для отклонения угла атаки на втором этапе работы первой ступени). Надо будет понаблюдать за этой работой
                0
                >> Крылья в общем то не несущие, и можно использовать маневровые (те, которые все равно нужны для отклонения угла атаки на втором этапе работы первой ступени)

                Слышал мысль, что сейчас в ракетах наоборот всё перекладывается на двигатели, а использование крыльев устарело. Беглый гугл по актуальным проектам вроде как это подтверждает. upd: хотя, кажется, это я не так Ваш комментарий понял, подумав про неведомые «маневровые крылья», так что скорее даже поддержал его.)

                А в таком виде — мини-шаттл, ловимый в воздухе. Ну не знаю, выглядит излишне сложно и никакой перспективы использовать технологию в будущем, когда рынок уйдёт на сверх-тяжи. Ладно бы ULA подобное предложила — на фоне специалистов с опытом работы с шаттлами и существующими RND на тему ловли объектов из космоса в воздухе.
                  –1
                  Перспектива — выигрыш 7 тонн в ПН. Возможно чуть вырастет масса на крылья, зато снизится потеря на управление.

                  Сложно — да, есть определенные ограничения (аэродромная посадка, специализированный самолет, подготовка пилота, погодные ограничения).
                  Но это одновременно и плюсы — спецсамолет значит, что на момент подхвата есть гарантия, что активный механизм будет работоспособен, при старте повреждаться нечему. Погода — так и для вертикальной посадки плохая погода противопоказана, причем в еще большей степени.

                  Ну, а насчет отказа от рулей — от них то и отказывались только потому, что управление тягой все равно было необходимо. И в общем даже не выиграли в массе, то на то и вышло, учитывая рост трат топлива на управление. Решающим было то, что тяга все равно критически важная система, поэтому лучше иметь одну такую, чем иметь две.
                  Ну, а тут добавилась вторая цель — для управления тяга может быть резервной (ну, или основной, тут как решат), а для посадки уже увеличенные рули.
                    +1
                    >> Перспектива — выигрыш 7 тонн в ПН

                    Звучит много. Почему-то кажется, что «многоразовость» всё равно съест часть.

                    >> Сложно — да, есть определенные ограничения (аэродромная посадка, специализированный самолет, подготовка пилота, погодные ограничения). Но это одновременно и плюсы

                    Мне кажется, здесь Вы упрощаете. Конечно, после блестящих результатов Falcon 9, это уже не кажется таким сложным, но ведь в дополнение к способной к повторному использованию ракете с минимальной переборкой им ещё и надо параллельно разрабатывать схему этой самой посадки, которая чуть ли не принципиально новая.

                    Конечно в той ситуации, когда эта ракета изначально будет самостоятельной, и без всякого повторного использования давать хорошие $/тн, как это было с F9, решение этих вопросов можно будет отложить на потом, но когда окончание разработки итак запланировано на 2028 год, а активная деятельность на 2035, это можно исключить.
                      0
                      В том то и прелесть этого варианта, что затраты на многоразовость почти полностью переносятся на самолет.
                      1. У вертикальной посадки (вариант Фалькона) из полезной нагрузки сразу надо вычесть массу топлива, части массы баков и «лишней» обшивки, массу посадочных рулей и системы их управления.
                      2. У самолетной посадки потребность большого крыла для обеспечения приемлемой скорости сваливания (а это большое сопротивление, нагрев и потери на выведение), плюс полноценное шасси, контроль по крену и курсу (если садиться самому) фактически полный авиационный набор.
                      3. У парашютной системы те же проблемы, что и у вертикальной посадки — большая масса парашютной системы, ударная нагрузка по ускорению.

                      Предложенный же вариант не требует такой массы топлива, крылья не намного тяжелее рулей фалькона (их задача только отклонит направление, а не полноценно удерживать), плюс не нужно шасси на ступени — шасси может быть на продольной балке «цепляющего» самолета, в конце — концов это и две дополнительные точки фиксации в дополнение а сцепленному конусу, и основная масса пустой ступени это двигатели, то есть в самом основании.

                      Конечно реализация идеи не проста, но вполне реализуема и заманчива. В любом случае решение ново и выглядит довольно изящно
                        0
                        >> затраты на многоразовость почти полностью переносятся на самолет.

                        Если бы говорили про сегодня — с удовольствием бы подискутировал-посчитал бы на тему, что подобная многоразовость не отобьется, потому что стоимость самолёта + его обслуживания превысит эффект от него. Но так как речь о 2028-2035 годах, то может это и оправдано — там всё таки поболее полётов возможно.

                        >> У вертикальной посадки (вариант Фалькона) из полезной нагрузки сразу надо вычесть массу топлива, части массы баков и «лишней» обшивки, массу посадочных рулей и системы их управления

                        Согласен, многоразовость — это не дёшево. Но многоразовость Фалькона — это в том числе и технологии реактивной посадки без которой невозможна колонизация Марса. Конкурентная цена была достигнута ещё до повторного использования.

                        >> Конечно реализация идеи не проста, но вполне реализуема и заманчива. В любом случае решение ново и выглядит довольно изящно

                        Всё таки я вижу, что сегодня выигрывает последовательный подход. Как я уже сказал выше — для меня было бы убедительнее, если бы подобный проект заявили ULA, у которых компетенции в подобном одновременно сложном (разработка новых концепций) и комплексном (из множества поставленных задач) проекте хотя бы имеются.

                        Но здесь я сужу исключительно с организационно-управленческой стороны. Неужели у этого варианта нет технических недостатков?
                          –2
                          На самом деле от Германии чего-то подобного следовало ожидать. Она в большом космосе в общем то новичок, поэтому они смогли взглянуть на проблему «свежим взглядом» (в основном в ЕКА раньше тянули Англия и Франция, потом акцент сместился на Италию-по иронии слово «ракета» как раз итальянское, его «автор» Муратори, 1373 год). Все остальные мусолят одни и те же варианты уже более полувека, а это — реально новшество.

                          Технически недостатков действительно меньше всех. По перспективам… Марс чисто по астрономическим и физическим особенностям бесперспективен — сколько атмосферу не производить, он ее все равно не удержит, а колонии в куполах вряд ли имеют перспективу.
                          Более интересна тут как раз Венера, не зря вновь вернулись к ней (Венера-Д). Конечно вопрос изменения ее атмосферы намного сложнее, это дело отдаленного будущего, но это единственная в система планета-близнец Земли, единственная, где остается шанс закрепиться без куполов. И там (исключая конечно первый этап) наиболее выгодны будут пассивные варианты посадок, вроде этого.
                            –1
                            >> сколько атмосферу не производить, он ее все равно не удержит

                            Опять же — ну не знаю, раз мы даём право на жизнь подобному новшеству, то уж почему мы не можем спутником-зонтиком защитить атмосферу Марса от сдувания солнечным ветром?

                            >> Технически недостатков действительно меньше всех

                            На вскидку — а он точно будет планировать настолько предсказуемым образом, что самолёту будет крайне просто с первого захода его поймать? Почему ULA тогда рассматривают вертолётную ловлю для объекта аналогичных (только без крыльев) характеристик массы/объема?

                            Это в дополнение к сказанному Вами «Она в большом космосе в общем то новичок», после указанных мной организационно-управленческих сложностей. Уверен, что у проекта есть несколько заранее подготовленных вариантов отступления от концепции применения на ракета-носителях в сторону авиации. Не даром они рассматривают свой проект лишь как элемент «ступени нового поколения»
                              +1
                              Дело не в сдувании солнечным ветром. Если интересно, могу пояснить в личку, а то тут опять минусовать начнут люди, которым идея важнее технических тонкостей
                                0
                                >> Дело не в сдувании солнечным ветром.

                                Есть ещё миллионы факторов, которые мы с Вами, даже если устроим максимально сумасшедший мозговой штурм с привлечением самых разноплановых специалистов, не учтём. Нужно лететь и изучать. Те данные, которые мы получаем сегодня — лишь капля в море по сравнению с теми, которые получим, если десяток специалистов месяц отработают на Марсе с адекватным оборудованием.

                                И даже если Вы правы на счёт Венеры, то без Марса мы туда в любом случае не попадём. Только начав строить колонию там мы добьемся тех космических технологий, которые хотя бы позволят построить обитаемую секцию на Венере.
                            0
                            2028-2035

                            Буксировать должен беспилотный самолет. Вот интересно когда в беспилотном режиме будут летать (взлетать, садится) большие самолеты, с большим количеством топлива, когда государства разрешать такую эксплуатацию.

                              0
                              А зачем большой? Ступень пустая, дренажем все остатки топлива из нее слиты, она фактически станет легкой частью планера (основная масса в двигателях, первая точка крепления, если две вторые/с шасси будут вынесены вперед, получится весьма устойчивая зона опоры для консоли).

                              А насчет беспилотного — возможно и получится, а может в итоге все же оставят летчика, тут уже от инженерных решений зависит. Но при любом раскладе эксплуатация такого самолета будет дешевле затрат на полет ступени. Да и откровенно говоря ведь самое главное даже не экономия на самом производстве, тут решающим может оказаться экономия на времени этого производства. Как со страховкой — ока то затраты покроет, но ведь на новое производство придется затратить много времени.

                              PS. а можно предположить и совсем уж интересную комбинацию (жаль, запатентовать не успею ))) ) — корпус ступени будет нужен только до момента стыковки, то есть фактически для обеспечения планирования и снижения скорости падения. А после фиксации двигательной части самолетом все остальное будет как то отстреливаться, и сажать только наиболее ценное. Конечно процесс безаварийного отстрела не так прост, но тогда можно использовать совсем уж маленький «тягач» и сажать его с минимальными тратами.
                    0
                    Дурацкое решение на самом деле:
                    1. Без энтри берна ступень нужно усиливать чтобы не развалило при входе в плотные слои.
                    2. Из-за того что при возврате нагрузки на ступень отличаются от типичных (а у Фалькона это не так) нет гарантий что не понадобится опять усиливать ступень либо, да-да, много тратить на ремонт.
                      –1
                      В каком смысле «при входе в плотные слои»? Она из них и не выходила, да и скорость недостаточная для разваливания.
                        +1
                        Выходила и достаточно — проверено когда Фальконы пытались спасать парашютами в океан.
                          –1
                          А причем тут вообще Фалькон?! У вас удивительная способность любую тему переводить на СпейсИкс. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt изначально предлагает концепцию крылатой ракеты, которая при всем желании не выходит из плотных слоев.

                          А вообще, рекомендую использовать термин грамотно:
                          ГОСТ Р 52925-2008: Изделия космической техники. Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического пространства
                          docs.cntd.ru/document/1200064184

                          3.17 плотные слои атмосферы: Область атмосферы, в которой космический объект не может двигаться по замкнутой баллистической траектории.

                          Так что даже Фалькон не покидает плотных слоев атмосферы.
                            +1
                            Так что даже Фалькон не покидает плотных слоев атмосферы.

                            Вам уже отвечали по поводу того, что и куда попадают первые ступени
                            Что-то я в вашей циклограмме не увидел ни высоты, ни скорости. Но, в целом, то что касается СпейсЭкс… я не понимаю зачем вы такое пишете. На что идет расчет?
                            1.
                            ZUMA Mission Отделение 1-й ступени: 66 км, вылет на высоту 125 км.
                            2.
                            Orbital Test Vehicle 5Отделение 1-й ступени: 69 км, вылет на высоту 136 км.
                            3.
                            NROL-76Отделение 1-й ступени: 75 км, вылет на высоту 166 км.
                            4.
                            Formosat-5 MissionОтделение 1-й ступени: 90 км, вылет на высоту 200+ (телеметрии нет на видео), но с учетом данных с предыдущих пусков, то можно прикинуть.

                              0
                              Еще раз вернемся к ГОСТ.
                              «не может двигаться по замкнутой баллистической траектории.»

                              Имеет смысл расписать критическую высоту для орбитального полета степени (учитывая ее мидельное сечение и АД качество), то есть высоту, на которой для нее замкнутая орбита перейдет в разомкнутое баллистическое обрушение? Потому то и нет четкой величины, что высота плотных слоев для каждого объекта считается отдельно, а вовсе не единая для всех.

                              Если интересно, могу детально в личку расписать, а то тут не доверяют ГОСТу и баллистическим расчетам Энергии, предпочитая посты в твиттере с «честным словом»
                                0
                                Если интересно, могу детально в личку расписать, а то тут не доверяют ГОСТу и баллистическим расчетам Энергии, предпочитая посты в твиттере с «честным словом»
                                Если есть подробности такого рода, то это будет интересно многим. К тому же не я начал эту ветку.
                                  +1
                                  Ну, если что, я вам уже сбросил )))
                                  Если считаете что это будет интересно многим, то можете сами перепостить, а меня обычно за детальное изложение минусуют )))

                                  Кстати, конкретно эту ветку начал я, так что вообще можете не испытывать стеснения по этому поводу.
                              +1
                              Область атмосферы, в которой космический объект не может двигаться по замкнутой баллистической траектории.

                              Проблемы ГОСТа, и его альтернативно-разумных составителей ибо
                              3.16 время орбитального существования космического объекта: Период времени от момента выведения космического объекта на рабочую орбиту до его входа в плотные слои атмосферы.
                              3.17 плотные слои атмосферы: Область атмосферы, в которой космический объект не может двигаться по замкнутой баллистической траектории

                              Пункты противоречат друг-другу. Что должно быть очевидно любому кто не проспал курсы «физика» и «программирование».
                      +2
                      Месяц назад Ariane и CNES представили концепт своей многоразовой первой ступени, Themis.
                      Пока информации не очень много. Возможно, первые тесты пройдут в 2023, через два года после Callisto.
                        0
                        Почитал про FALcon и так не разобрался, что именно планируется делать с пойманной ступенью после её захвата. Втягивать в грузовой отсек самолёта? Это потребует серьёзной переделки самолёта, заявление о “Used, refurbished and modified airliners should be sufficient for the task” на мой взгляд слишком оптимистично. Тянуть, пока не развернут на посадочную траекторию к полосе и потом отпускать для самостоятельной посадки? Подвешивать под фюзеляжем и садиться вместе с ней?
                          +1

                          Тянуть и отпускать для самостоятельной посадки. В оригинале на spacenews — https://spacenews.com/germany-begins-reusability-study-to-capture-rockets-in-midair-and-land-them-with-a-plane/ более подробно.
                          Идеи с горизонтальной посадкой в мире порядочно, еще с 60-х годов. Самая близкая по времени реализации — Boeing Phantom express.
                          В этой идее самолет позволяет более дальше улететь ступени при запуске чтобы ее вернуть на аэродром.

                          0
                          Концептуально, любой ракетоноситель требующий для возвращения дополнительные системы, такие как самолет, вертолет и т.п., уже привносят ограничение и сложности с потенциальной будущей автоматизацией. Наверное ставку, все же, нужно делать на системы которые потенциально могут возвращаться в автономном режиме.
                            0
                            Достаточно спорно. Это как сотовая и спутниковая связь — спутниковая конечно более автономна, но если есть возможность перенести основную нагрузку на подстанции соты…
                              0

                              Если дальносрочной целью является экспансия на другие планеты, то логично было бы разработать универсальное решение которое не нуждалась бы в спомогательных системах. Что бы одна ракета, у примеру, могла улететь с Земли, сесть на Луне и вернуться. Или использовать ракету для около земных перелётов. Ясное дело что в нынешнем виде это не возможно, но речь идёт именно о технологии взлёта /посадки. Отработав алгоритмы раз, при модернизации двигателей, к примеру, повторить схему гораздо проще

                                0
                                хм… так вроде наоборот. Если предположить массовые полеты (конечно фантазия, но допустим), то выгоднее делать дорогие базовые многоразовые хабы и дешевые расходные носители. Это как раз та аналогия с сотовыми, когда «звонилка» стоит копейки, потому их можно штамповать сотнями миллионов — рост массовости снизит удельные траты. Ну, или мощный сервер — и куча тонких клиентов.
                                Я в общем потому и привел эту аналогию, что многоразовость подразумевает рост серийности, а она старается убрать функции, которые можно было бы переложить на специализированные хабы — выполнение ими этих функций будет дешевле
                            0
                            техническая реализация многоразовости повышает собственную массу рн, которая отжирает немалую часть полезной нагрузки — редко такое признание прочтёшь; и именно хотя бы даже только этим фактом многоразовые носители уже проигрывают одноразовым, потому что если тебе надо забросить на орбиту условные 11т одним куском, а рн умеет поднимать лишь 10, то она бесполезна, будь она хоть даже бесплатной, многоразовая рн неэффективна прежде всего энергетически, вопрос цены финансовой — вторичен и иногда вообще несущественнен; посадить ракету на хвост — нет проблемы, просто, в своё время не ставилось такой технической задачи, вот её и не решали; а сейчас со всех сторон решают задачу повышения эффективности, и если многоразовая садящаяся на )/(опу первая ступень будет трёх-разовой, то не будет даже финансового положительного выхлопа от её многоразовости, если раз 5-7 можно будет её запустить — то это будет где-то на грани, наверное, и в плюс финансовый (по сравнению с одноразовыми) сильно вероятно что можно будет выйти с 10-12тью стартами первой ступени, естественно, без её полной разборки-дефектовки-ремонта-сборки после каждого пуска, увеличить межсервисный интервал надо хотя бы до трёх-четырёх пусков, чего пока не предвидится; не стоит нынешнюю чисто финансовую демпинговую цену конечной услуги считать доказательством эффективности решения, сша — демпингуют сейчас (маск — ширма, просто управленец на чужих деньгах, которых ему можно потратить мнооого, почти без счёта, лишь бы нанести ущерб принципиальному конкуренту-сопернику), но бесконечно долго это длиться не сможет;

                            посадку ракеты )/(опой вперёд с последующим взлётом американцы демонстрировали ещё когда к селене летали (масштабы — разные, несомненно, но принципиально процесс и управление им — аналогичны) — ни кто и не сомневался в их компетенциях и технологических достижениях (скорее даже наоборот — это они вечно сомневаются в достижениях и компетенциях наших); на мой взгляд, из описанных в статье идей самая красивая-рациональная-перспективная — планирующая (на разворачивающихся лёгких, возможно одноразовых, крыльях) «домой» первая ступень, далее делающая тормозящий манёвр и плюхающаяся на минимальной скорости в какую-нибудь заранее подготовленную и заполненную газированой жидкостью яму, после останется эту первую ступень достать-отряхнуть-подсушить, проверить тестером (допустим, по условной шине obd33), сменить крылья, и можно снова тащить к старту; но если цена поддержания дополнительной инфраструктуры для всей этой карусели будет приближаться к цене сотни первых ступеней за время пуска этой же сотни — то такое решение скорее всего снова будет финансово неэффективным;

                            если считать расход и потери материальных+трудовых ресурсов, то многоразовость — конечно же выгодна, если считать энергоэффективность вывода каждого кг на орбиту, то многоразовость — однозначно убыточна, если считать финансовую эффективность — то фиг знает, что выгодно, а что убыточно, надо рассматривать много различных решений и учитывать кучу дополнительных факторов;
                              +2
                              Эхх, видно еще не скоро сменят эту пластинку адепты седой старины и расчетов 70х годов, не скоро поймут, что технологии ушли далеко вперед…

                              и именно хотя бы даже только этим фактом многоразовые носители уже проигрывают одноразовым, потому что если тебе надо забросить на орбиту условные 11т одним куском, а рн умеет поднимать лишь 10, то она бесполезна


                              Очевидно же, что только предрассудки и косность мышления не позволяют нагрузить эти 11 тонн на многоразовую ракету, которая в одноразовом варианте поднимала бы 15. И тут, внезапно, оказывается, что
                              вопрос цены финансовой — вторичен и иногда вообще несущественнен
                              очень даже существеннен и первичен. Если свертяж выводящий нагрузку для тяжелого класса стоит как средний, то это выгодно.

                              Да, что это за глупость про вторичность финансового вопроса? Сколько всяких проектов не получили развития из-за дороговизны. Да и колоний на Марсе и Луне нет по тем же финансовым соображениям.

                              посадить ракету на хвост — нет проблемы, просто, в своё время не ставилось такой технической задачи, вот её и не решали;


                              В свое это в какое? Почему вы думаете, что могли, но не хотели, а не наоборот? И что получилось бы если бы захотели? Все эти мантры про «давно подсчитана невыгодность многоразовости» как ни странно исходят из устаревших расчетов, — в 70-80х вертикальная посадка может быть и была возможной, но вероятно столь дорогой, что делала невозможным практическое применение с финансовой точки зрения. Но нынешние технологии продвинулись — теперь смогли сделать так, чтобы это было выгодным.

                              а сейчас со всех сторон решают задачу повышения эффективности, и если многоразовая садящаяся на )/(опу первая ступень будет трёх-разовой, то не будет даже финансового положительного выхлопа от её многоразовости, если раз 5-7 можно будет её запустить — то это будет где-то на грани, наверное


                              Откуда у вас эти представления? Почему вы считаете, что даже двукратное применение уже не будет выгодным? У вас хоть какие-то фактические обоснования есть?

                              не стоит нынешнюю чисто финансовую демпинговую цену конечной услуги считать доказательством эффективности решения, сша — демпингуют сейчас (маск — ширма, просто управленец на чужих деньгах, которых ему можно потратить мнооого, почти без счёта, лишь бы нанести ущерб принципиальному конкуренту-сопернику), но бесконечно долго это длиться не сможет


                              Ох, сново про демпинг Маска. Объясните тогда почему ни одна другая американская компания начиная с ULA так демпинговать не может, хотя доподлинно известно, что она получает намного больше денег по контрактам от военных и НАСА? (Ближайший конкурент Орбитал по доставке грузов на МКС делает это раза в полтора дороже, причем их грузовик не умеет возвращать груз с орбиты.) И ладно бы только по контрактам, они ведь получают прямые дотации «для поддержки инфраструктуры для обеспечения доступа в космос».

                              посадку ракеты )/(опой вперёд с последующим взлётом американцы демонстрировали ещё когда к селене летали (масштабы — разные, несомненно, но принципиально процесс и управление им — аналогичны)


                              Так ведь размер имеет значение. Атмосфера и глубина гравитационного колодца. Сравнивать первую ступень орбитальной тяжелой ракеты с лунным модулем примерно как кукурузник с конкордом.
                                +1
                                посадить ракету на хвост — нет проблемы

                                Вы не правы. Попробуйте углубиться в тему: когда минимальный twr к моменту посадки переваливает за 1 на минимально возможной тяге двигателя, когда количество включений ограничено, а сам двигатель — полноценная маршевая штука, с ощутимым лагом управления — все становится интереснее.

                                Не нужно сравнивать первую ступень f9 с посадочными платформами марсоходов, посадочным модулем «Аполлона» и демонстраторами вроде Морфея. Там решается очень нетривиальная задачка, и реализация алгоритма ещё долго будет коммерческой тайной с-х. Они не просто так посадили ступень не с первого раза.
                                  0
                                  редко такое признание прочтёшь; и именно хотя бы даже только этим фактом многоразовые носители уже проигрывают одноразовым, потому что если тебе надо забросить на орбиту условные 11т одним куском, а рн умеет поднимать лишь 10, то она бесполезна

                                  Вот только в реальности многоразовый Фалькон-9 умудряется выводить больше одноразового Зенита.
                                  если многоразовая садящаяся на )/(опу первая ступень будет трёх-разовой, то не будет даже финансового положительного выхлопа от её многоразовости
                                  А в SpaceX не знали и закрыли 2018й с прибылью при двухразовых запусках и скидке на б/у ступени.
                                    –1
                                    Скажите, а о какой именно реальности вы говорите?
                                    Зенит с широты Байконура выводит на НОО 13,7 тонн, с экватора 15. Многоразовый Фалькон это сможет в режиме посадки ступени? Напомню, при демпинге Зениты с легкостью снижали контрактную цену пуска до 40 млн$
                                      0
                                      Зенит с широты Байконура выводит на НОО 13,7 тонн, с экватора 15. Многоразовый Фалькон это сможет в режиме посадки ступени?


                                      Сможет. К мкс драгоны запускали до 12 т, а рекордный запуск на гпо с возвратом ступени — 22 июля прошлого года 7 т.

                                      Напомню, при демпинге Зениты с легкостью снижали контрактную цену пуска до 40 млн$


                                      При демпинге могут хоть бесплатно запускать.
                                        –1
                                        А если не секрет — «К мкс драгоны запускали до 12 т» когда? Запускали или запустили? Речь наверное о DM-1 (12 055) — только это на старте, а не выведено на НОО (изначально хотели 13 100).

                                        Только это далеко не ПН, выводимая на орбиту, а вместе с топливом для довыведения — сухая всего 4200. Так на момент расстыковки оставалось только 312 кг топлива, пришлось служебный сбрасывать прямо под орбитой МКС. Сколько именно было выведено на НОО пока оценить сложно, но если предположить очень неточное выведение, потребовавшее 2-3 тонны горючего на меневрирование и сближение, то выведено на НОО около 10 тонн, не больше.
                                        Так что «сможет» тут скорее предположение

                                        P.S. А ведь у Зенита 13,7 — это именно полное выведение (кстати, это ПН Зенит-2, у Зенит-3МС она 15 тонн НОО, 6.1 ГПО, 4 ГСО).

                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                Самое читаемое